Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления

О П И С А Н И Е и)936012ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиРеспублик(23) Приоритет 6 09 В 9/00 Ъеударстюный аинтет СССР не делам нзабретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМУПРАВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к техническим средствам для эргономических исследований и может быть использовано для обоснования требований к информационным модулям на ранних стадиях проектирования АСУ и оценки психофизиологических характеристик операторов. Известно устройство, предназначенное для исследования реакции человека на различные раздражители, сигналы. Устройства этого типа позволяют Классифицировать простейшие раздражители по количеству ошибочных и правильных реакций человека, по статическим характеристикам времени его реакций 13.Однако с помощью известных уст" ройств невозможно исследовать осо бенности памяти и мышления операторов АСУ и оценивать правильность построения информационных моделей для обеспечения деятельности оператора. 2Наиболее близким к изобретению является устройство, предназначенное дпя исследованиядеятельности операторов АСУ, работающих со статическими и динамическими информационными моделями. Это устройство содер" жит узел управляющих сигналов, соединенный с узлом регистрации правильных ответов и через электронный распределитель с информационным табло, подключенным к клавишному наборному полю. Деятельность операторов в процессе экспериментальных исследований с применением устройств подоб" ного типа близка к реальной. Исполь" зование устройств позволяет получить объективные оценки качества деятельности операторов АСУ при работеих с различными информационными моделями 2 3Однако получаемые результаты недостаточны для оптимизации информа" ционных моделей, так как представля" ют из себя значения косвенных пока 93 б 01эателей качества информационного обеспечения, А для процесса оптимизациинеобходимы также и значения прямыхпоказателей, не связанных с характеристиками деятельности операторовКроме того, ручная установка значений информационных признаков, составляющих информационную модель, экспериментатором перед каждым экспериментом не позволяет производить 1 ооперативную оценку информационныхмоделей даже по косвенным показателям,Цель изобретения - расширение дидактических воэможностей устройстваза счет автоматического Формированияинформационных моделей и их оперативной оценки в процессе экспериментательных исследований деятельностиоператоров АСУ.Указанная цель достигается тем,что в известное устройство, содержащее последовательно включенные блокввода ответов-и блок регистрации, атакже последовательно включенные формирователь управляющих импульсов, рас.пределитель импульсов и информационное табло, введены блок анализа информационной модели и последовательносоединенные Формирователь кодов,перзовый дешифратор и блок элементов И,второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода ответов, авыход - с вторым входом блока регистрации, третий вход которого подключенк первому выходу Формирователя кодов,а четвертый вход - к выходу блокаанализа информационной модели, первый и второй входы которого соединены соответственно со вторым и третьжоим выходами формирователя управляющих импульсов, а третий вход - с первым выходом формирователя кодов, второй выход которого подключен к второму входу информационного табло, причем формирователь кодов содержит последовательно соединенные генератор,блок сравнения, блок ключей и блокрегистров, а также последовательновключенные счетчик и второй дешифратор, выход которого соединен свторым входом блока ключей, выходыблока регистров и блока сравнения являются соответственно первым и вторым выходами Формирователя, а входыгенератора и блока регистров являются входом формирователя, блок анализа информационной модели содержит последгвательно соединенные узел памя 2 .4ти эталонов, первый узел сумматоров, третий дешифратор, сумматор, узел ключей, формирователь импульсов, первый узел деления и узел памяти, узел счетчиков и последовательно соединенные второй узел сумматоров и второй узел деления, выход которого соединен со вторым входом узла памяти, а второй вход - с выходом узла счетчиков, подключенным к второму входу первого узла делителей кодов, входы второго узла сумматоров и узла счетчиков подключены к второму выходутретьего дешифратора, входы узла памяти эталонов, узла памяти и первого узла сумматоров являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока.Формирователь кодов предназначен для автоматического "Формирования по сигналам электронного распределителя значений параметров информационной модели и выдачи соответствующих им сигналов на информационное табло и блок анализа информационной модели в определенные моменты времени. Дешифратор предназначен для соотнесения имитированной Формирователем комбинации значений информационных признаков к одному из классов и может быть собран на логических элементах И и ИЛИ. Блок элементов И оп. ределяет правильность принятия решения оператором путем соотнесения его ответов и сигналов дешифратора. Блок анализа информационной модели предназначен для определения значений показателей информативности и стереотипности набора информационных признаков, составляющих информационную модель.Введение новых существенных признаков позволяет автоматически Формировать в динамике различные информационные потоки для предъявления оператору и в процессе оценки качества его деятельности автоматически оп-. ределять эргономические характеристики информационных моделей. В результате повышается быстродействие устройства,. и в процессе исследований устройство выдает все исходные данные, необходимые для оптимизации информационных моделей. Все это расширяет его функциональные возможности.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема формирователя кодов(информационной модели) на фиг. 3функциональная схема блока. анализаинформационной модели; на Фиг. 4структурная схема блока анализа информационной модели при 4-х информационных признаках и 3-х классахпринятия решений.Устройство содержит распределитель 1 импульсов, Формирователь 2кодов (информационной модели), де о шифратор 3, блок 4 элементов И,блок 5 регистрации, формировательб управляющих импульсов, блок 7 анализа информационной модели, блок 8ввода ответов и информационное табло 9.формирователь 2 содержит генератор 10 (случайных напряжений), блок11 сравнения, блок 12 ключей и блок13 регистров, а также счетчик 14 идешифратор 15.Блок 7 анализа информационной модели содержит узел 16 эталонов (эталонных значений информационных признаков), узел 17 сумматоров, дешиф- ратор 18, узел 19 счетчиков, узел 20 деления, узел 21 сумматоров, сумматор 22, узел 23 ключей, формирователь 24 импульсов, узел 25 деления, узел 26 памяти и узел 27 сравнения.Блок 7 строится из одинаковых линеек по числу классов принятия решений оператором, На фиг. 4 показаны три линейки (при наличии 3-х классов). Соответственно все блоки (фиг,3)35 кроме узла 27 и сумматора 22 по своей структуре состоят из независимых однотипных схем, количество которых равно числу линеек,. В узле 16 каждая такая схема состоит. из независимых регистров 28-31, выходы которых подключены к соответствующим сумматорам 32-35 узла 17. Выходы сумматоров 32-35 соединены со входами сумматора 36 узла 17, Выход сумматора45 36 подключен к одному из входов ключей 37 и 38 дешифратора 18. Выходы клюцей 38 всех линеек подключены ко входам сумматора 22, Выход ключа 37 в каждой линейке подключен к накап 50 ливающему сумматору 39 узла 21, к счетчику 40 узла 19 и ключу 41 узла 23.Выходы накапливающего сумматора 39 и счетчика 40 подключены к делителю 42 узла 20, а выход ключа 41 - к55 входу накапливающего сумматора 43 узла 24. Выходы счетчика 40 и накапливающего сумматора 43 подклюцены к входам делителя 44 узла 25 Выходы 12 6делителей 42 и 44 соединены с входами регистров 45 и 46 узла 26. Узел 27 содержит два последовательно соединенных элемента сравнения 47 и 48,- выходы которых подключены к соответствующим входам элементов И 37 и 38 дешифратора 18.Устройство работает следующим об" разом.Экспериментатор на узле управляющих сигналов Формирователя О устанавливает эталонные значения информационных призиаков для каждого класса решений. В качестве эталонных могут быть взяты средние значения инФормационных признаков, характеризующих сообщения, принадлежащие данному классу. Сигналы, соответствующие установленным значениям поступают в блок.7 на регистры 28-31. После нажатия кнопки "Пуск" в формирователе 6 запускается генератор тактовых импульсов, который регулирует работу распределителя 1. После прихода первого импульса от генератора вырабатывается управляющий сигнал на первом выходе распределителя 1, который поступает на генератор 1 О и счетчик 14 формирователя 2 и шину первой строки информационного табло 9. Генератор 1 О вырабатывает случайный сигнал, который поступает на блок 11, имеющий число выходов, равное числу градаций информационных признаков (числу столбцов информационного табло 9). Каждый выход блока 11 соединен с соответствующей шиной столбца табло 9. В зависимости от величины случайного напряжения на входе блока 11 вырабатывается управляющий сигнал на одном из его выходов и в результате подсвечивается соответствующая ячейка в первой строке табло 9, Подсвет длится в течение времени работы первой ячейки расйределителл 1. Затем первая ячейка распределителя 1 отключается и начинает работать втораяПосредством отключения части выходов ячеек распределителя 1 можно регулировать время между вьсвециванием элементов информационных потоков на табло 9. При поступлении очередного управляющего сигнала от распределителя 1 происходит смена состояния сцетчи" ка 14, При этом, его содержание поступает на дешифратор 15 Формирователя 2, который,в зависимости от количества запомненного на счетчике 147 93691 сигналов, Формирует сигнал на одном из своих выходов, который открывает соответствующий ключ блока 12. Количество выходов дешифратора 15 и количество ключей блока 12 равно числу информационных параметров. Через открытый ключ сигнал с любого из выходов блока 11 поступает на соответствующий регистр блока 13 и запоми- нается там. После прихода управля ющего сигнала при подключении последней ячейки распределителя 1 содержимое всех выходных регистров поступает в блок 7 на первые входы сумматоров 32"35, на блок 5 и дешифратор 3, 15 который определяет по вектору значений информационных признаков номер класса и выдает соответствующий сигнал на первый вход одного из эле-. ментов И блока 4 и на элемент 47 бло; щ ка 7, После последовательного предьявления оператору сформированного информационного потока на табло 9, он анализирует предъявленное сообщение и принимает решение о соотнесении его 2 к одному из априорно известных классов, нажав определенную клавишу в блоке 8, При этом, на одном из выхо" дов блока 8 Формируется сигнал, поступающий на второй вход соответству-,Зо ющего элемента И блока 4. Если на пер" вый вход этого элемента одновременно поступает сигнал от дешифратора 3, то на его.выходе вырабатывается сигнал, указывающий на правильность принятия решения оператором, который Фиксируется в блоке 5.На вторые входы сумматоров 32-35 поступают напряжения, соответствующие содержимому входных регистров 28-31. На .выходах сумматоров 32-35 формируются сигналы, равные модулю разности эталонных значений информационных признаков О; э(1-ый параметр 1-го класса) и сформированных О 1 Ф формирователем 2, Эти сигналы (О" - О 1 ) поступают на сумматор 36,цэгде суммируются и усредняются, В результате на его выходе формируется сигналО.:3который поступает на первые входы ключей 37 и 38. Элемент сравнения55 47 в зависимости от величины сигнала, соответствуюшего номеру класса, поступающего от дешифратора 3, вырабатывает либо сигнал, откры 2 8вающий ключ 37 первой линейки и ключи 38 второй и третьей линейки (при номере класса, равном 1), либо сигнал, равный поступившемуна вход элемента 47. В последнем случае этот сигнал поступает на вход второго элемента сравнения 48, который при номере класса, равном 2, вырабатывает сигнал, открывающий ключ 37 второй линейки и ключи 38 первой и третьей линейки, При номере класса, равном 3, элемент 48 вырабатывает сигнал, открывающий ключ 37 третьей линейки и ключи 38 первой и второй линейки. Сигналы, равные О с выходов сумматора 36 через открытые ключи 37 поступают на счетчики 40, а через открытые ключи 30 - на общий для всех трех линеек сумматор 22. Как следует из работы элементов сравнения 47 и 48 они могут вырабатывать сигналы, открывающие один из 3-х ключей 37 и два из 3-х ключей 38. Таким образом, на сумматор 22 поступают сигналы Од через два ключа 38 от сумматоров 36. Рассмотрим случай, когда формирователь 2 вырабатываеткомбинацию значений информационныхпризнаков, соответствующих 1-муклассу (=1), В других случаяхблок 7 работает аналогично. Тогдасигнал О поступает на счетчик 10,накапливающий сумматор 39 и ключ 41через ключ 37 от сумматора 36 первойлинейки а сигналы О и О черезключи 38 от сумматоров 36 .второй итретьей лйнейки - на сумматор 22,На выходе сумматора 22 формируетсяОа О,сигиаЛ е При этои, содержи"мое счетчика 40, предназначенного дляподсчета количества сообщений первого класса предъявленных оператору,увеличивается на единицу, а ключ 41открывается. На накапливающем сумматоре 39 к его содержимому прибавля,О Оется сигнал О, а сигнал, с выхода сумматора 22 через откр тыйключ 41 поступает нв вход накапливающего сумматора 43. Так как выходысумматоров 39 и 43 подключены соответственно к первым входам делителей42 и 44, а выход счетчика 40 - к ихвторым входам, то на выходе делителей 42 и 44 вырабатываются сигналы,соответствующие усредненным значениформула изобретения 55 9 9360 ям содержимого сумматоров 39 и 43. При этом на выходе сумматора 39 Фор; мируется сигнал, соответствующий усредненной разности между эталонными значениями информационных признаков и сформированными значениями информационных признаков в сообщениях, относящихся к 1-му классу, что характеризует стереотипность сообщений, а на выходе сумматора 43- сигналы,соответствующие усредненной разности между эталонными значениями информационных признаков 2-го и 3-го классов и сформированными значениями информационных признаков в сообщениях, относящихся к 1-му классу, что характеризует информативность сообщений,Содержимое делителей 42 и 44 пересылается на выходные регистры 45 и 46, с которых после последовательного предъявления оператору заданность количества сообщений передается по сигналу узла управляющих сигналов 6 в блок 5.Положительный эффект изобретения заключается в расширении дидактических возможностей устройства за счет обеспечения возможности оценки рдновременно вероятности правильного принятия решения оператором в многоальтернативных ситуациях и стереотипности и информативности информационной модели. Эти данные позволяют при, нять обоснованное решение о рацинальных вариантах информационных моделей и обосновать критериальные зна 35 чения эргономических показателей, учитываюшие возможности .человека-оператора в АСУ по объему и составу перерабатываемой информации. Изобретение так." же обеспечивает возможность автомати ческой имитации значений информационных рризнаков, составляющих информационную модель, по заданному случайному закс" ну, что повышает оперативность получе 45 ния необходимых оценок, исключает влияние мешающих факторов. 1. Устройство для оценки профессиональной пригодности операторов автоматизированных систем управления, содержащее последовательно включен" ные блок ввода ответов и блок регистрации, а также последовательно , включенные формирователь управляющих импульсов, распределитель импульсов 12 10 и информационное табло, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностейустройства в него введены блоканализа информационной модели и последовательно соединенные формирователь кодов, дешифратор и блок элементов И, второй вход которого соединен со вторым выходом блока ввода ответов, а выход - со вторымвходом блока регистрации, третийвход которого подключен к первомувыходуФормирователя кодов, а чет"вертцй вход - к выходу блока аыализа информационной модели, первый ивторой входы которого соединены соответственно со вторым и третьимвыходами Формирователя управляющихимпульсов, а третий вход - с первым выходом формирователя кодов,второй вход которого подключен ковторому входу информационного табло,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем Формирователь кодов содержит последовательно соединенные генератор, блок сравнения, блок ключей и блок регистров, а также последовательно включенные счетчик и дешифратор, выход которого соединен со вторым входом блока ключей; выходы блока регистроц и блока сравнения являются соответственно первым и вторым выходами Формирователя, а входы генераторе и блока регистров являются входом Формирователя. 3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем блок анализа информационной модели содержит последовательно соединенные узел памяти эталонов, первый узел сумматоров, дешифратор, сумматор, узел ключей, формирователь импульсов, первый узел деления, узел памяти, узел счетчиков и последовательно соединенные второй узел сумматоров и второй узел деления, выход которого соединен со вторым входом узла памяти, а второй вход - с выходом узла счетчиков, подключенным ко второму входу первого узла деления, входы второго узла сумматоров ,и узла счетчиков подключены ко второму выходу дешифратора блока, входы узла памяти эталонов, узла памя" ти и первого узла сумматоров явля93 б 012 7 ются соответственно первым, вторым итретьим входами блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 439842, кл. 6 09 В 7/02, 19722. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 2728612/28-12,кл. С 09 В 7/00, 1979 (прототип).936012 Фиг,и оставитель А. Карловехред С.Мигунова Корректор Г. Ога тор Т, Парфенов аказ 4219/55 2 ая ектная,лиал ППП "Патент", г, Ужгород,Ти НИИПИ Госу по дела 13035, Мосарственного к изобретений ва, Ж, Рау Подпи тета СС открыти